[发明专利]一种铁电二端器件、三维铁电存储器件及制备方法

权利要求书

1.一种铁电二端器件，其特征在于，包括依次设置的第一金属电极层、铁电介质层和第二金属电极层；

所述第一金属电极层与所述铁电介质层接触，形成肖特基势垒；

所述第二金属电极层与所述铁电介质层接触，形成欧姆接触。

2.如权利要求1所述的一种铁电二端器件，其特征在于，若所述铁电介质层为n型材料，则所述第一金属电极层为高功率函数金属电极层，所述第二金属电极层为低功函数金属电极层；

若所述铁电介质层为p型材料，则所述第一金属电极层为低功函数金属电极层，所述第二金属电极层为高功率函数金属电极层。

3.如权利要求1或2所述的一种铁电二端器件，其特征在于，所述依次设置的方向与所述铁电介质层极化方向平行。

4.如权利要求3所述的一种铁电二端器件，其特征在于，若所述铁电介质层极化方向为面外极化，则沿上下垂直方向依次设置所述第一金属电极层、所述铁电介质层和所述第二金属电极层；

若所述铁电介质层极化方向为面内极化，则沿左右方向依次设置所述第一金属电极层、所述铁电介质层和所述第二金属电极层。

5.如权利要求1或2所述的一种铁电二端器件，其特征在于，所述铁电介质层为化合物BiFeO3、或BaTiO3、或Pb[Zr_xTi_1-x]O₃、或铁电半导体材料、或化合物HfO2、或化合物HfO2掺杂Si、Al、N、La、Gd、Y或Zr形成的化合物，其中0≤x≤1。

6.一种三维铁电存储器件制备方法，其特征在于，用来形成沿上下垂直方向堆叠的三维铁电存储器件，包括：

S1，在衬底上沉积二氧化硅绝缘层，在二氧化硅绝缘层上刻蚀N条平行且彼此间等间距的沟槽,向所述沟槽填充金属电极层形成第一电极，其中N为大于等于2的整数；

S2，在所述衬底上继续沉积二氧化硅绝缘层，在所述第一电极投影上方的二氧化硅绝缘层中制备N×M个第一绝缘层阵列通孔，使所述第一电极部分裸露；

S3，在所述第一绝缘层阵列通孔中填充第一铁电介质层；

S4，对准所述第一绝缘层阵列通孔，制备M条平行于所述第一电极垂直方向、且彼此间等间距的第二电极，其中M为大于等于2的整数。

S5，在所述衬底上继续沉积二氧化硅绝缘层，在所述第二电极投影上方的二氧化硅绝缘层中制备M×N个第二绝缘层阵列通孔，使所述第二电极部分裸露；

S6，在所述第二绝缘层阵列通孔中填充第二铁电介质层；

S7，对准所述第二绝缘层阵列通孔，制备N条平行于所述第二电极垂直方向、且彼此间等间距的第三电极。

7.如权利要求6所述的一种三维铁电存储器件制备方法，其特征在于，

重复所述步骤S2至S7若干次，形成多层电极、铁电介质层堆叠的结构。

8.一种三维铁电存储器件制备方法，其特征在于，用来形成沿水平方向堆叠的三维铁电存储器件，包括：

S1，在衬底上沉积金属电极层，刻蚀出N-1条平行、且彼此间等间距的沟槽，形成第一电极，其中N为大于等于2的整数；

S2，向所述沟槽中沉积铁电介质层；

S3，沉积二氧化硅绝缘层，在所述第一铁电介质层投影上，制备N×M个绝缘层阵列通孔，且所述绝缘层阵列通孔的底面直达衬底；

S4，向所述绝缘层阵列通孔填充二氧化硅绝缘层；

S5，在所述铁电介质层投影上的所述绝缘层阵列通孔的间隙间制备Nx(M-1)个垂直电极阵列通孔，且所述垂直电极阵列通孔直达衬底；

S6，向所述垂直电极阵列通孔填充金属电极层，形成第二电极。

9.如权利要求8所述的一种三维铁电存储器件制备方法，其特征在于，

在所述步骤S3前，重复步骤S1至S2若干次，形成多层电极、铁电介质层堆叠的结构。

10.一种利用权利要求6至9任一所述的三维铁电存储器件制备方法得到的三维铁电存储器件。